JP2011214607A - 流体伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体伝動装置の入力部材に伝達された振動をダイナミックダンパにより効果的に減衰可能とする。
【解決手段】流体伝動装置１では、ロックアップクラッチ９により入力部材としての入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されているときに、少なくともタービンランナ５と当該タービンランナ５およびダンパ機構８の入力要素８１の双方と係合する第２の弾性体としての第３コイルスプリング８６とにより、入力側センターピース２に伝達された振動をダンパ機構８の入力要素８１から吸収するダイナミックダンパが構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、当該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と当該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、入力部材とダンパ機構の入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置に関する。

従来、この種の流体伝動装置として、ドライブプレート、外側ダンパスプリング、中間プレート、およびドリブンプレートを含むダンパ機構を有する直結クラッチを備えたトルクコンバータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このトルクコンバータでは、直結クラッチが作動状態にあるときにトルク伝達に寄与しないトルクコンバータのタービンを弾性体である内側ダンパスプリングを介してトルク伝達に寄与する部材であるドリブンプレートに連結し、トルクコンバータのタービンと内側ダンパスプリングとによりダイナミックダンパを構成している。

また、従来、ピストンと、出力プレートと、第１コイルスプリングと、イナーシャ部材と、第２コイルスプリングとを有するロックアップ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。このロックアップ装置では、出力プレートがタービンと一体回転可能となるように当該タービンに連結されており、第１コイルスプリングによりピストンと出力プレートとが回転方向に弾性的に連結される。また、イナーシャ部材は出力プレートに対して相対回転可能に設けられており、第２コイルスプリングによりイナーシャ部材と出力プレートとが回転方向に弾性的に連結される。これにより、このロックアップ装置では、イナーシャ部材と第２コイルスプリングとがダイナミックダンパを構成する。

特開平１０−１６９７５６号公報 特開２００９−２９３６７１号公報

しかしながら、上記従来の流体伝動装置やロックアップ装置のように、ダンパ機構（ロックアップダンパ機構）の出力要素であるドリブンプレートや出力プレートに対してマスと弾性体とからなるダイナミックダンパを連結しても、充分な振動減衰効果を得られないことが多い。

そこで、本発明による流体伝動装置は、入力部材に伝達された振動をダイナミックダンパにより効果的に減衰可能とすることを主目的とする。

本発明による流体伝動装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による流体伝動装置は、
原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置において、
前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されているときに該入力部材に伝達された振動を該入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えることを特徴とする。

この流体伝動装置は、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されているときに当該入力部材に伝達された振動をダンパ機構の入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えるものである。これにより、この流体伝動装置では、入力部材から動力の伝達対象までの動力伝達経路のより上流側でダイナミックダンパによって振動が吸収されることになり、原動機側から流体伝動装置すなわち入力部材へと伝達される振動をダンパ機構の入力要素よりも下流側の要素で減衰される前にダイナミックダンパにより効果的に吸収（減衰）して当該振動が入力要素よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。なお、ダンパ機構の入力要素が複数の部材からなるものである場合には、入力要素を構成する複数の部材の何れか一つから振動を吸収するようにダイナミックダンパを構成すればよい。そして、流体伝動装置は、タービンランナが原動機からの動力の伝達対象に連結されるものであってもよく、ダンパ機構の出力要素が動力の伝達対象に連結されるものであってもよい。

また、前記ダンパ機構の前記出力要素は、前記原動機からの動力の伝達対象に連結されてもよく、前記ダイナミックダンパは、少なくとも前記タービンランナと該タービンランナおよび前記ダンパ機構の前記入力要素の双方と係合する第２の弾性体とにより構成されるものであってもよい。これにより、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されるときに入力部材から動力の伝達対象までの間で動力の伝達に寄与しないタービンランナをダイナミックダンパのマスとして活用し、原動機側から入力部材へと伝達される振動を当該ダイナミックダンパにより効果的に減衰することが可能となる。

更に、前記流体伝動装置は、前記タービンランナに付加された質量体を備えてもよい。このようにタービンランナに質量体を付加することで、タービンランナと第２の弾性体とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定することが可能となる。

また、前記流体伝動装置は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に配置されており、前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されると共に該入力部材の回転数が予め定められた回転数域に含まれるときに前記入力要素から前記タービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力を該入力要素に付与可能な摩擦力発生機構を備えてもよい。すなわち、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されると共に入力部材の回転数がある回転数域に含まれるときに当該入力部材に伝達される振動をダイナミックダンパにより減衰すると、入力部材の回転数が他の回転数域に含まれるときに入力部材やダンパ機構の入力要素で共振が発生することがある。このため、この流体伝動装置では、ダイナミックダンパの利用に伴って共振が発生する入力部材の回転数域を予め定めておくと共に、入力部材の回転数が当該回転数域に含まれるときにダンパ機構の入力要素からタービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力が摩擦力発生機構から入力要素に付与されるようにしている。これにより、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰し、振動が入力要素よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。

更に、前記摩擦力発生機構は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に軸周りに揺動可能に配置されると共に前記タービンランナとガタをもって係合する環状部材と、前記入力要素と接触するように前記環状部材に固定された摩擦材とを含むものであってもよい。かかる構成のもとでは、第２の弾性体を介して入力要素と係合するタービンランナの振動により当該タービンランナと環状部材との間のガタが詰まって両者が当接したときに、タービンランナによって環状部材が入力要素に対して移動させられ、それにより環状部材に固定されると共に入力要素と接触する摩擦材から当該振動に応じた摩擦力を入力要素に付与することが可能となる。

また、前記流体伝動装置は、前記ダンパ機構の前記入力要素に付加された質量体を備えてもよく、当該質量体の重量は、前記入力要素、前記質量体および該入力要素と係合する前記弾性体からなる系の共振周波数が前記ダイナミックダンパの共振周波数と一致するように定められてもよい。これにより、ダイナミックダンパにより、原動機側から流体伝動装置すなわち入力部材へと伝達される振動を減衰すると共に、ロックアップクラッチにスリップを生じているときに、いわゆるシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

そして、前記流体伝動装置は、前記タービンランナから前記ポンプインペラへの作動流体の流れを整流するステータを備えてもよく、前記ポンプインペラと前記タービンランナと前記ステータとは、トルク増幅機能を有するトルクコンバータを構成してもよい。また、前記ポンプインペラと前記タービンランナとは、トルク増幅機能を有さない流体継手を構成してもよい。

本発明の実施例に係る流体伝動装置１を示す断面図である。 流体伝動装置１の要部を模式的に示す断面図である。 流体伝動装置１の要部拡大図である。 流体伝動装置１の動作を説明するための説明図である。 流体伝動装置１の動作を説明するための説明図である。 原動機としてのエンジンの回転数と流体伝動装置１における振動レベルとの関係を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る流体伝動装置１を示す断面図である。同図に示す流体伝動装置１は、原動機としてのエンジンを備えた車両に発進装置として搭載されるトルクコンバータであり、図示しないエンジンのクランクシャフトに連結される入力側センターピース（入力部材）２と、入力側センターピース２に固定されるフロントカバー３と、フロントカバー３に固定されたポンプインペラ（入力側流体伝動要素）４と、ポンプインペラ４と同軸に回転可能なタービンランナ（出力側流体伝動要素）５と、タービンランナ５からポンプインペラ４への作動油（作動流体）の流れを整流するステータ６と、図示しない自動変速機（ＡＴ）あるいは無段変速機（ＣＶＴ）である変速装置のインプットシャフトに固定されるダンパハブ（出力部材）７と、ダンパハブ７に接続されたダンパ機構８と、入力側センターピース２とダンパ機構８とを係合させる（連結する）と共に両者の係合（連結）を解除することができる多板摩擦式のロックアップクラッチ９とを含む。

ポンプインペラ４は、フロントカバー３に密に固定されるポンプシェル４０と、ポンプシェル４０の内面に配設された複数のポンプブレード４１とを有する。タービンランナ５は、タービンハブに固定されるタービンシェル５０と、タービンシェル５０の内面に配設された複数のタービンブレード５１とを有し、タービンシェル５０（タービンハブ）はダンパハブ７により回転自在に支持される。ポンプインペラ４とタービンランナ５とは、互いに対向し合い、両者の間には、ポンプインペラ４やタービンランナ５と同軸に回転可能なステータ６が配置される。ステータ６は、複数のステータブレード６０を有し、ステータ６の回転方向は、ワンウェイクラッチ６１により一方向のみに設定される。これらのポンプインペラ４、タービンランナ５およびステータ６は、作動油を循環させるトーラス（環状流路）を形成する。

ダンパ機構８は、フロントカバー３やポンプインペラ４のポンプシェル４０により画成される油室内の外周側領域に配置されると共にロックアップクラッチ９により入力側センターピース２と回転方向に一体化され得る入力要素（ドライブ要素）８１と、当該油室内の内周側領域に配置されてダンパハブ７に固定されると共に入力要素８１を回転自在に支持する出力要素（ドリブン要素）８２と、複数の第１コイルスプリング（弾性体）８３を介して入力要素８１と係合すると共に複数の第２コイルスプリング８４を介して出力要素８２と係合する環状の中間要素（中間プレート）８５とを含む。

入力要素８１は、図１に示すように、フロントカバー３側（エンジン側）に配置される環状の第１入力プレート（ドライブプレート）８１１と、ポンプシェル４０側（変速装置側）に配置される環状の第２入力プレート（ドライブプレート）８１２とを含む。第１入力プレート８１１は、それぞれ周方向に延在して第１コイルスプリング８３を収容する複数のスプリング収容部を外周側に有すると共に、それぞれ軸方向に延びる複数のスプラインを内周部に有する。また、各スプリング収容部の一端には、対応する第１コイルスプリング８３の一端と当接する当接部（図１の破線参照）が形成されている。第２入力プレート８１２は、複数のリベット（図１参照）を介して第１入力プレート８１１に連結（固定）され、第１入力プレート８１１と第２入力プレート８１２との間には、中間要素８５の外周部が軸周りに回転可能に配置される。また、第２入力プレート８１２は、第１入力プレート８１１の各スプリング収容部に収容された第１コイルスプリング８３を内側から支持する。

出力要素８２は、フロントカバー３側（エンジン側）に配置される環状の第１出力プレート（ドリブンプレート）８２１と、ポンプシェル４０側（変速装置側）に配置される環状の第２出力プレート８２２とを含む。第１出力プレート８２１は、それぞれ周方向に延在する複数のスプリング支持部を有し、第２出力プレート８２２は、それぞれ第１出力プレート８２１の対応するスプリング支持部と対向する複数のスプリング支持部を有する。各第２コイルスプリング８４は、第１出力プレート８２１のスプリング支持部とそれに対応する第２出力プレート８２２のスプリング支持部とにより保持され、各第２コイルスプリング８４の一端は、第１および第２出力プレート８２１および８２２の少なくとも何れか一方に形成された当接部（図示せず）と当接する。そして、第１出力プレート８２１と第２出力プレート８２２との間には、中間要素８５の内周部が軸周りに回転可能に配置され、第１および第２出力プレート８２１および８２２の内周部は、リベットを介してダンパハブ７に固定される。中間要素８５は、第１および第２入力プレート８１１および８１２により保持された対応する第１コイルスプリング８３の他端とそれぞれ当接する複数の外周側係合部を有すると共に、第１および第２出力プレート８２１および８２２により保持された対応する第２コイルスプリング８４の他端とそれぞれ当接する複数の内周側係合部を有する。

ロックアップクラッチ９は、図１に示すように、入力要素８１の内側かつフロントカバー３と出力要素８２との間に配置される。ロックアップクラッチ９は、入力側センターピース２により軸方向に摺動自在に支持されるロックアップピストン９０と、ロックアップピストン９０と対向すると共に軸方向に移動不能となるように入力側センターピース２により支持されるクラッチハブ９１と、ロックアップピストン９０とクラッチハブ９１との間に配置されるリターンスプリング９２と、ロックアップピストン９０とクラッチハブ９１との間に位置するように入力要素８１の第１入力プレート８１１により複数のスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される複数の第１クラッチプレート９３と、ロックアップピストン９０とクラッチハブ９１との間で第１クラッチプレート９３と隣り合うようにクラッチハブ９１により複数のスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される複数の第２クラッチプレート９４とを含む。

ロックアップピストン９０は、入力側センターピース２の径方向に延びる部分やフロントカバー３に近接して配置され、ロックアップピストン９０の背面と入力側センターピース２とフロントカバー３との間には、入力側センターピース２に形成された作動油供給孔やインプットシャフトに形成された油路を介して図示しない油圧制御ユニットに接続されるロックアップ室９５が画成される。これにより、図示しない油圧制御ユニットから作動油供給孔等を介してロックアップ室９５内に作動油（ロックアップ圧）を供給すれば、ロックアップピストン９０がクラッチハブ９１に向けて移動し、ロックアップピストン９０とクラッチハブ９１とにより第１および第２クラッチプレート９３および９４が挟み付けられることで入力側センターピース２がダンパ機構８を介してダンパハブ７に連結され、それによりエンジンからの動力が入力側センターピース２、ダンパ機構８およびダンパハブ７を介して変速装置のインプットシャフトに伝達されるようになる。なお、ロックアップ室９５への作動油の導入を停止すれば、ロックアップ室９５内の作動油は入力側センターピース２に形成された作動油排出孔からインプットシャフトの油路へと流出し、それによりロックアップが解除されることになる。

ここで、実施例の流体伝動装置１は、図１に示すように、タービンランナ５とダンパ機構８を構成する複数要素の中の入力要素８１（第１要素）との間にそれぞれ両者に当接するように複数の第３コイルスプリング８６（弾性体）が配置されており、原動機としてのエンジンから当該エンジンが通常発生するトルク（トルク変動）の範囲を超えると共にダンパ機構８の許容入力トルクを超える所定値以上の過大トルクが入力部材としての入力側センターピース２に入力されたときにタービンランナ５とダンパ機構８を構成する複数要素の中の入力要素８１（第１要素）以外の出力要素８２（第２要素）とが一体に回転するように構成されている。すなわち、入力要素８１は、上述の第１入力プレート８１１および第２入力プレート８１２に加えて、第２入力プレート８１２よりもポンプシェル４０側（変速装置側）に配置されると共に上述のリベットを介して第１および第２入力プレート８１１および８１２に連結（固定）される第３入力プレート８１３を含む。第３入力プレート８１３は、それぞれ周方向に延在して第３コイルスプリング８６を支持する複数のスプリング支持部と、各スプリング支持部の一端に設けられて対応する第３コイルスプリング８６の一端と当接する当接部（図１の破線参照）とを有し、第２入力プレート８１２と共に複数の第３コイルスプリング８６を保持する。また、タービンランナ５のタービンシェル５０には、第２および第３入力プレート８１２および８１３により保持された対応する第３コイルスプリング８６の他端とそれぞれ当接する複数の外周側係合部を有する環状のタービン連結部材８７が固定されている。タービン連結部材８７は、その内周側で係合機構８８を介して出力要素８２を構成する第２出力プレート８２２と係合可能である。

係合機構８８は、図２に示すように、タービン連結部材８７の内周部に等間隔に配設されると共にそれぞれ径方向内側に延びる複数の径方向突片８７１と、第２出力プレート８２２の外周部に等間隔に配設されると共にそれぞれタービン連結部材８７の径方向突片８７１と係合可能となるように軸方向かつポンプシェル４０側（変速装置側）に延びる複数（径方向突片８７１と同数）の軸方向突片８２２ａとにより構成される。第２出力プレート８２２の各軸方向突片８２２ａは、タービン連結部材８７の互いに隣り合う径方向突片８７１同士の間隔よりも短い周長を有し、図２に示すように、タービン連結部材８７の互いに隣り合う径方向突片８７１の間に位置する。これにより、タービン連結部材８７（タービンランナ５）と第２出力プレート８２２（出力要素８２）とはガタをもって係合することになる。実施例では、車両の走行中に入力側センターピース２に原動機としてのエンジンから当該エンジンが通常発生するトルク（トルク変動）の範囲を超えておらず、かつダンパ機構８の許容入力トルク以下のトルクが入力されるときに、図２に示すように、タービン連結部材８７の各径方向突片８７１が両側の軸方向突片８２２ａの何れとも当接することなく回転方向上流側の軸方向突片８２２ａに若干近接するように、径方向突片８７１および軸方向突片８２２ａの数や、互いに隣り合う径方向突片８７１の間隔、互いに隣り合う軸方向突片８２２ａの間隔が定められる。すなわち、入力側センターピース２にエンジンから上述のような過大トルクが入力されないときに、基本的に係合機構８８がタービン連結部材８７（タービンランナ５）と第２出力プレート８２２（出力要素８２）とを係合させることはない。

これに対して、原動機としてのエンジンから上述のような過大トルクが入力側センターピース２に入力されたのに伴い、入力要素８１および複数の第３コイルスプリング８６を介してあるいはポンプインペラ４およびタービンランナ５を介してタービン連結部材８７に大きなトルクが入力されたことによりタービン連結部材８７の回転速度が第２出力プレート８２２の回転速度よりも高まってタービン連結部材８７が第２出力プレート８２２に対して回転すると、タービン連結部材８７の径方向突片８７１が回転方向下流側の軸方向突片８２２ａと当接し、それによりタービン連結部材８７と第２出力プレート８２２すなわち出力要素８２が一体に回転する。すなわち、係合機構８８は、入力側センターピース２にエンジンから上述のような過大トルクが入力されるときにタービン連結部材８７（タービンランナ５）と第２出力プレート８２２（出力要素８２）とを係合させる。なお、径方向突片８７１と回転方向下流側の軸方向突片８２２ａとの間隔を規定する角度αは、第３コイルスプリング８６の剛性（バネ定数）や入力側センターピース２へのトルクの入力状態に基づいて適正なタイミングで径方向突片８７１と回転方向下流側の軸方向突片８２２ａとが当接するように実験・解析を経て定められ、径方向突片８７１と回転方向上流側の軸方向突片８２２ａとの間隔を規定する角度βは、エンジンの通常の爆発振動により径方向突片８７１と回転方向上流側の軸方向突片８２２ａとができるだけ接触しないように実験・解析を経て定められる。

また、実施例の流体伝動装置１では、ダンパ機構８の入力要素８１とタービンランナ５との間に摩擦力発生機構８９が配置されている。摩擦力発生機構８９は、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース２の回転数が予め定められた共振回転数域に含まれるときに入力要素８１からタービンランナ５に伝達される振動に応じた摩擦力を入力要素８１に付与可能なものである。

図１および図３に示すように、実施例の摩擦力発生機構８９は、入力要素８１の第３入力プレート８１３とタービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７との間に流体伝動装置１の軸周りに揺動可能に配置される環状部材８９０を含む。環状部材８９０の第３入力プレート８１３と対向する面（図１中左側の面）には、図３に示すように、概ね全面に亘って摩擦材８９１が貼着されている。そして、環状部材８９０は、摩擦材８９１が第３入力プレート８１３と接触するように第３入力プレート８１３とタービン連結部材８７との間に配置されると共に、第３入力プレート８１３に固定されるスナップリングによりタービン連結部材８７側（図１中右側）への移動が規制される。また、実施例では、環状部材８９０の背面とタービン連結部材８７との間に皿バネあるいはウェーブワッシャといった付勢部材８９２が配置されており、環状部材８９０は、付勢部材８９２により第３入力プレート８１３に対して押し付けられる。なお、車両の走行中、環状部材８９０は、ポンプインペラ４の回転に伴って発生される作動油からのフロントカバー３側（エンジン側すなわち図中左側）への推力により第３入力プレート８１３に押し付けられるので、付勢部材８９２を省略してもよい。

更に、環状部材８９０は、その内周部に等間隔に配設されると共にそれぞれ径方向内側に延びる複数の径方向突片８９０ａを有する。また、タービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７は、環状部材８９０の径方向突片８９０ａと係合可能となるように軸方向かつ入力側センターピース２側（エンジン側）に延びる複数（径方向突片８９０ａと同数）の軸方向突片８７２を有する。タービン連結部材８７の各軸方向突片８７２は、環状部材８９０の互いに隣り合う径方向突片８９０ａ同士の間隔よりも短い周長を有し、図３に示すように、環状部材８９０の互いに隣り合う径方向突片８９０ａの間に位置する。これにより、環状部材８９０は、タービン連結部材８７（タービンランナ５）とガタをもって係合することになる。

実施例では、車両の走行中、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されないときや、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されていても入力側センターピース２の回転数が上記共振回転数域に含まれないときに、タービン連結部材８７の各軸方向突片８７２が両側の径方向突片８９０ａの何れとも当接することなく摩擦材８９１の摩擦力により環状部材８９０と入力要素（第３入力プレート８１３）とが一体に回転するように、軸方向突片８７２および径方向突片８９０ａの数や、互いに隣り合う軸方向突片８７２の間隔、互いに隣り合う径方向突片８９０ａの間隔が定められる。また、実施例では、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース２の回転数が上述の共振回転数域に含まれるときに、複数の第３コイルスプリング８６を介して入力要素８１と係合するタービンランナ５の振動の周波数が最小であっても、当該タービンランナ５の振動によりタービン連結部材８７の軸方向突片８７２と環状部材８９０の径方向突片８９０ａとの間の間隔（ガタ）が詰まって両者が当接するように軸方向突片８７２および径方向突片８９０ａの数や互いに隣り合う軸方向突片８７２の間隔、互いに隣り合う径方向突片８９０ａの間隔が定められる。これにより、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース２の回転数が上述の共振回転数域に含まれるときには、タービンランナ５によって環状部材８９０が入力要素８１の第３入力プレート８１３に対して移動（回転）させられることになり、環状部材８９０に固定されると共に第３入力プレート８１３と接触する摩擦材８９１からタービンランナ５の振動に応じた摩擦力を入力要素８１に付与することが可能となる。

次に、図４から図６等を参照しながら上述の流体伝動装置１の動作について説明する。流体伝動装置１において、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されないロックアップオフ時には、原動機としてのエンジンからの動力が、図４に示すように、入力側センターピース２、ポンプインペラ４、タービンランナ５、タービン連結部材８７、複数の第３コイルスプリング８６、入力要素８１、複数の第１コイルスプリング８３、中間要素８５、複数の第２コイルスプリング８４、出力要素８２、ダンパハブ７という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達される。この際、入力側センターピース２に入力されるトルクの変動は、主にダンパ機構８の第１および第２コイルスプリング８３および８４により吸収される。

また、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されるロックアップオン時には、図５に示すように、原動機としてのエンジンからの動力が、入力側センターピース２、ロックアップクラッチ９、入力要素８１、複数の第１コイルスプリング８３、中間要素８５、複数の第２コイルスプリング８４、出力要素８２、ダンパハブ７という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達される。この際、入力側センターピース２に入力されるトルクの変動は、主にダンパ機構８の第１および第２コイルスプリング８３および８４により吸収される。また、実施例の流体伝動装置１では、タービンランナ５すなわち当該タービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７がダンパ機構８を構成する複数要素の中の入力要素８１と複数の第３コイルスプリング８６を介して係合していることから、弾性体である複数の第３コイルスプリング８６は、ロックアップオン時に入力側センターピース（入力部材）２とダンパハブ（出力部材）７との間でのトルク伝達に寄与しないマスとなるタービンランナ５やタービン連結部材８７と共にダイナミックダンパを構成する。

すなわち、実施例の流体伝動装置１では、タービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７がダンパ機構８を構成する複数要素の中で特にロックアップオン時であって入力側センターピース２の回転速度（エンジン回転数）が比較的低いときに中間要素８５や出力要素８２に比べて大きい振動エネルギを有する入力要素８１と複数の第３コイルスプリング８６（弾性体）を介して係合しており、入力側センターピース２から動力の伝達対象である変速装置までの動力伝達経路のより上流側で複数の第３コイルスプリング８６とマスとしてのタービンランナ５やタービン連結部材８７とにより構成されるダイナミックダンパによって振動が吸収されることになる。これにより、ロックアップオン時には、エンジン側から流体伝動装置１すなわち入力側センターピース２へと伝達される振動をダンパ機構８の入力要素８１よりも下流側の要素で減衰される前に上記ダイナミックダンパによって効果的に吸収（減衰）して当該振動が入力要素８１よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。従って、実施例の流体伝動装置１では、複数の第３コイルスプリング８６とマスとしてのタービンランナ５やタービン連結部材８７とにより構成されるダイナミックダンパの共振周波数、すなわち第３コイルスプリング８６の剛性（バネ定数）や、タービンランナ５およびタービン連結部材８７等の重量（イナーシャ）を原動機としてのエンジンの気筒数やロックアップ実行時のエンジン回転数に基づいて調整することで、図６において実線で示すように、例えばダンパ機構８の出力要素８２にダイナミックダンパを連結した場合に比べて（図６における破線参照）、エンジン回転数が比較的低いときに原動機としてのエンジンから流体伝動装置１すなわち入力側センターピース２へと伝達される振動をダイナミックダンパによって効果的に吸収（減衰）して当該振動が入力要素８１よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。

この結果、実施例の流体伝動装置１では、エンジン回転数が例えば１０００ｒｐｍ程度と比較的低いロックアップ回転数Ｎｌｕｐに達した段階でロックアップを実行して動力伝達効率を向上させると共に、ロックアップクラッチ９の係合時や係合後の入力側センターピース２の回転速度（エンジン回転数）が比較的低いときに入力側センターピース２から入力要素８１までの間で生じがちな振動を良好に減衰することが可能となる。なお、タービンランナ５と第３コイルスプリング８６とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定すると共に、ロックアップ回転数Ｎｌｕｐ付近における振動レベルを図６に示すように低下させるためには、図１に示すように、タービンランナ５（あるいはタービン連結部材８７）に質量体としての錘Ｍｔを適宜付加するとよい。

ところで、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されると共に入力側センターピース２の回転数（エンジン回転数）がロックアップ回転数Ｎｌｕｐを含む低回転数域に含まれるときに当該入力側センターピース２に伝達される振動をダイナミックダンパにより減衰して振動レベルを低下させると、図６において二点鎖線で示すように、その後に入力側センターピース２の回転数（エンジン回転数）が高まったときに入力側センターピース２や入力要素８１で共振が発生することがある。このため、実施例では、ダイナミックダンパの利用に伴って共振が発生する入力側センターピース２（エンジン）の回転数域を上述の共振回転数域として予め定めておくと共に、入力側センターピース２（エンジン）の回転数が共振回転数域に含まれるときに入力要素８１から第３コイルスプリング８６およびタービン連結部材８７を介してタービンランナ５に伝達される振動に応じた摩擦力が摩擦力発生機構８９から入力要素８１に付与されるようにしているのである。すなわち、第３コイルスプリング８６およびタービン連結部材８７を介して入力要素８１（第３入力プレート８１３）と係合するタービンランナ５の振動により、タービン連結部材８７の軸方向突片８７２と環状部材８９０の径方向突片８９０ａとの間の間隔（ガタ）が詰まって両者が当接すると、タービンランナ５によって環状部材８９０が入力要素８１に対して移動（回転）させられ、それにより環状部材８９０に固定されると共に入力要素８１と接触する摩擦材８９１から当該振動に応じた摩擦力を入力要素８１に付与することができる。これにより、図６に示すように、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰し、振動が入力要素８１よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。

そして、流体伝動装置１では、エンジンから上述のような過大トルクが入力側センターピース２に入力されたときに、タービンランナ５すなわち当該タービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７と第１要素としての入力要素８１との間の複数の第３コイルスプリング８６が当該過大トルクに基づくトルク（過大トルク自体あるいは当該過大トルクに起因した大きなトルク）吸収するダンパとして機能する。すなわち、ロックアップオフ時に入力側センターピース２にエンジンから過大トルクが入力されたのに伴ってタービンランナ５に当該過大トルクに起因した大きなトルクが伝達され、それによりタービン連結部材８７が第２出力プレート８２２に対して回転することでタービン連結部材８７の径方向突片８７１が回転方向下流側の軸方向突片８２２ａと当接すると、タービン連結部材８７と第２出力プレート８２２すなわち出力要素８２が一体に回転することになる。これにより、タービンランナ５に固定されたタービン連結部材８７は、図３において点線で示すように係合機構８８を介してダンパ機構８の出力要素８２と実質的に連結されると共に、複数の第３コイルスプリング８６、入力要素８１、複数の第１コイルスプリング８３、中間要素８５および複数の第２コイルスプリング８４を介してダンパ機構８の出力要素８２と実質的に連結されることになる。従って、第３コイルスプリング８６の剛性（バネ定数）を第１コイルスプリング８３および第２コイルスプリング８４の剛性（バネ定数）よりも高めておくことで、ロックアップオフ時であって入力側センターピース２にエンジンから過大トルクが入力されたときに、第３コイルスプリング８６を上記過大トルクに起因した大きなトルクを吸収するダンパとして機能させることが可能となる。

また、ロックアップオン時に入力側センターピース２にエンジンから上述のような過大トルクが入力されたのに伴ってダンパ機構８の入力要素８１に当該過大トルクが入力されると、複数の第３コイルスプリング８６を介して入力要素８１と係合するタービン連結部材８７が第２出力プレート８２２に対して回転することでタービン連結部材８７の径方向突片８７１が回転方向下流側の軸方向突片８２２ａと当接し、タービン連結部材８７と第２出力プレート８２２すなわち出力要素８２が一体に回転することになる。これにより、ダンパ機構８の入力要素８１は、複数の第１コイルスプリング８３、中間要素８５および複数の第２コイルスプリング８４を介して出力要素８２と実質的に連結されると共に、図４において点線で示すように複数の第３コイルスプリング８６およびタービン連結部材８７を介して出力要素８２と実質的に連結されることになる。従って、第３コイルスプリング８６の剛性（バネ定数）を第１コイルスプリング８３および第２コイルスプリング８４の剛性（バネ定数）よりも高めておくことで、ロックアップオン時であって入力側センターピース２にエンジンから過大トルクが入力されたときにも、第３コイルスプリング８６を当該過大トルクを吸収するダンパとして機能させることが可能となる。

なお、上述のようにダイナミックダンパおよび過大トルク吸収用ダンパの双方として機能する第３コイルスプリング８６の剛性すなわちバネ定数は、過大トルクに基づくトルクの吸収特性を優先して定めると好ましく、第３コイルスプリング８６やタービンランナ５、タービン連結部材８７により構成されるダイナミックダンパの振動減衰特性は、タービン連結部材８７の質量やタービンランナ５やタービン連結部材８７に取り付けられる錘Ｍｔの質量により調整されると好ましい。

更に、実施例の流体伝動装置１では、加速中や減速時等にロックアップクラッチ９にスリップを生じさせるスリップ制御を実行することで動力の伝達効率やエンジンの燃費を向上させることが可能であるが、このようなスリップ制御の実行中あるいはロックアップクラッチ９の係合処理中にロックアップクラッチ９にスリップを生じているときには、いわゆるシャダー（振動）が発生するおそれがある。このため、実施例の流体伝動装置１では、図１に示すように、ダンパ機構８の入力要素８１（第１入力プレート８１１）に質量体としての錘Ｍｉが付加されている。そして、実施例では、当該錘Ｍｉの重量を入力要素８１、当該錘Ｍｉおよび入力要素８１と係合する第１コイルスプリング８３からなる系の共振周波数が上記ダイナミックダンパすなわちタービンランナ５、タービン連結部材８７、錘Ｍｔおよび第３コイルスプリング８６からなる系の共振周波数と一致するように定めている。これにより、タービンランナ５や第３コイルスプリング８６を含むダイナミックダンパにより、原動機としてのエンジン側から入力側センターピース２へと伝達される振動を減衰すると共に、ロックアップクラッチ９にスリップを生じているときにシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

以上説明したように、実施例の流体伝動装置１では、ロックアップクラッチ９により入力部材としての入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されているときに、少なくともタービンランナ５と当該タービンランナ５およびダンパ機構８の入力要素８１の双方と係合する第２の弾性体としての第３コイルスプリング８６とにより、入力側センターピース２に伝達された振動をダンパ機構８の入力要素８１から吸収するダイナミックダンパが構成される。これにより、流体伝動装置１では、入力側センターピース２から動力の伝達対象である変速装置までの動力伝達経路のより上流側で上記ダイナミックダンパによって振動が吸収されることになり、原動機としてのエンジン側から流体伝動装置１すなわち入力側センターピース２へと伝達される振動をダンパ機構８の入力要素８１よりも下流側の要素で減衰される前に上記ダイナミックダンパにより効果的に吸収（減衰）して当該振動が入力要素８１よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。

また、上記実施例のように、ダンパ機構８の出力要素８２がダンパハブ７を介して原動機からの動力の伝達対象である変速装置に連結される場合、少なくともタービンランナ５と第３コイルスプリング８６とによりダイナミックダンパを構成すれば、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されるときに入力側センターピース２から変速装置までの間で動力の伝達に寄与しないタービンランナ５をダイナミックダンパのマスとして活用し、原動機としてのエンジン側から入力側センターピース２へと伝達される振動を当該ダイナミックダンパにより効果的に減衰することが可能となる。そして、上記実施例のように、タービンランナ５に質量体としての錘Ｍｔを付加することで、タービンランナ５と第３コイルスプリング８６とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定することが可能となる。

更に、実施例の流体伝動装置１では、ダンパ機構８の入力要素８１とタービンランナ５との間に、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されると共に入力側センターピース２の回転数が予め定められた共振回転数域に含まれるときに入力要素８１からタービンランナ５に伝達される振動に応じた摩擦力を入力要素８１に付与可能な摩擦力発生機構８９が配置されている。これにより、入力側センターピース２の回転数が共振回転数域に含まれるときに入力要素８１からタービンランナ５に伝達される振動に応じた摩擦力を摩擦力発生機構８９から入力要素８１に付与し、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰すると共に振動が入力要素８１よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。

また、実施例の摩擦力発生機構８９は、ダンパ機構８の入力要素８１（第３入力プレート８１３）とタービンランナ５（タービン連結部材８７）との間に軸周りに揺動可能に配置されると共にタービンランナ５（タービン連結部材８７）とガタをもって係合する環状部材８９０と、入力要素８１と接触するように環状部材８９０に固定された摩擦材８９１とを含むものである。このような摩擦力発生機構８９によれば、第３コイルスプリング８６を介して入力要素８１と係合するタービンランナ５の振動によりタービン連結部材８７（軸方向突片８７２）と環状部材８９０（径方向突片８９０ａ）との間のガタが詰まって両者が当接したときに、タービンランナ５によって環状部材８９０が入力要素８１に対して移動（回転）させられ、それにより環状部材８９０に固定されると共に入力要素８１と接触する摩擦材８９１から当該振動に応じた摩擦力を入力要素８１に付与することが可能となる。

更に、実施例の流体伝動装置１では、ダンパ機構８の入力要素８１に質量体としての錘Ｍｉが付加されており、錘Ｍｉの重量は、入力要素８１、当該錘Ｍｉおよび第１コイルスプリング８３からなる系の共振周波数が上記ダイナミックダンパすなわちタービンランナ５、タービン連結部材８７、錘Ｍｔおよび第３コイルスプリング８６からなる系の共振周波数と一致するように定められている。これにより、タービンランナ５、タービン連結部材８７、錘Ｍｔおよび第３コイルスプリング８６からなるダイナミックダンパにより、エンジン側から流体伝動装置１すなわち入力側センターピース２へと伝達される振動を減衰すると共に、スリップ制御時等にロックアップクラッチ９にスリップを生じているときに、いわゆるシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。

なお、実施例の流体伝動装置１のように、ダンパ機構８の入力要素８１が複数の部材からなるものである場合には、ダイナミックダンパを構成する第３コイルスプリング８６を入力要素８１を構成する複数の部材の何れか一つと係合させればよい。また、流体伝動装置１は、タービンランナ５がタービンハブ等を介して変速装置のインプットシャフトに連結されるものであってもよい。更に、上述の流体伝動装置１は、タービンランナ５からポンプインペラ４への作動油の流れを整流するステータ６を備えたトルク増幅機能を有するトルクコンバータとして構成されているが、本発明による流体伝動装置は、ステータ６すなわちトルク増幅機能を有さない流体継手として構成されてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、原動機としてのエンジンに連結される入力部材としての入力側センターピース２に接続されたポンプインペラ４と、ポンプインペラ４と同軸に回転可能なタービンランナ５と、入力要素８１と入力要素８１と係合する弾性体としての第１コイルスプリング８３と出力要素８２とを有するダンパ機構８と、入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とを係合すると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチ９とを含む流体伝動装置１が「流体伝動装置」に相当し、ロックアップクラッチ９により入力側センターピース２とダンパ機構８の入力要素８１とが係合されているときに入力側センターピース２に伝達された振動を入力要素８１から吸収するタービンランナ５および第２の弾性体としての第３コイルスプリング８６を含むダイナミックダンパが「ダイナミックダンパ」に相当する。

ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、流体伝動装置の製造分野等において利用可能である。

１ 流体伝動装置、２ 入力側センターピース、３ フロントカバー、４ ポンプインペラ、５ タービンランナ、６ ステータ、７ ダンパハブ、８ ダンパ機構、９ ロックアップクラッチ、４０ ポンプシェル、４１ ポンプブレード、５０ タービンシェル、５１ タービンブレード、６０ ステータブレード、６１ ワンウェイクラッチ、８１ 入力要素、８２ 出力要素、８３ 第１コイルスプリング、８４ 第２コイルスプリング、８５ 中間要素、８６ 第３コイルスプリング、８７ タービン連結部材、８８ 係合機構、８９ 摩擦力発生機構、９０ ロックアップピストン、９１ クラッチハブ、９２ リターンスプリング、９３ 第１クラッチプレート、９４ 第２クラッチプレート、９５ ロックアップ室、８１１ 第１入力プレート、８１２ 第２入力プレート、８１３ 第３入力プレート、８２１ 第１出力プレート、８２２ 第２出力プレート、８２２ａ，８７２ 軸方向突片、８７１，８９０ａ 径方向突片、８９０ 環状部材、８９１ 摩擦材、８９２ 付勢部材。

Claims (6)

1. 原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置において、
   前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されているときに該入力部材に伝達された振動を該入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えることを特徴とする流体伝動装置。
2. 前記ダンパ機構の前記出力要素は、前記原動機からの動力の伝達対象に連結され、前記ダイナミックダンパは、少なくとも前記タービンランナと該タービンランナおよび前記ダンパ機構の前記入力要素の双方と係合する第２の弾性体とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体伝動装置。
3. 前記タービンランナに付加された質量体を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の流体伝動装置。
4. 前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に配置されており、前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されると共に該入力部材の回転数が予め定められた回転数域に含まれるときに前記入力要素から前記タービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力を該入力要素に付与可能な摩擦力発生機構を更に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の流体伝動装置。
5. 前記摩擦力発生機構は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に軸周りに揺動可能に配置されると共に前記タービンランナとガタをもって係合する環状部材と、前記入力要素と接触するように前記環状部材に固定された摩擦材とを含むことを特徴とする請求項４に記載の流体伝動装置。
6. 前記ダンパ機構の前記入力要素に付加された質量体を更に備え、該質量体の重量は、前記入力要素、前記質量体および該入力要素と係合する前記弾性体からなる系の共振周波数が前記ダイナミックダンパの共振周波数と一致するように定められることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の流体伝動装置。

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